Cho 22,4g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5g axit sunfuric (H2SO4)
a) Chất nào dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam? (8,4g)
b) Tính thể tích khí hidro thu được (ở đktc) (5,6 lít)
c) Dùng lượng hidro thu được ở phản ứng trên để khử đồng (II) oxit ở nhiệt độ thích hợp thì khối lượng đồng thu được là bao nhiêu gam? (16g)
Đáp án:
a) Fe dư=8,4 gam
b) Thể tích khí hidro thu được là 5,6 lít.
c) \({m_{Cu}} = 16{\text{ gam}}\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(Fe + {H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}FeS{O_4} + {H_2}\)
Ta có:
\({n_{Fe}} = \frac{{22,4}}{{56}} = 0,4{\text{ mol; }}{{\text{n}}_{{H_2}S{O_4}}} = \frac{{24,5}}{{98}} = 0,25{\text{ mol < }}{{\text{n}}_{Fe}}\) do vậy Fe dư.
\({n_{Fe{\text{ phản ứng}}}} = {n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{{H_2}}} = 0,25{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_{Fe{\text{ dư}}}} = 0,4 – 0,25 = 0,15{\text{ mol}} \to {{\text{m}}_{Fe{\text{ dư}}}} = 0,15.56 = 8,4{\text{ gam}}\)
\({V_{{H_2}}} = 0,25.22,4 = 5,6{\text{ lít}}\)
Dùng lượng hidro trên để khử đồng (II) oxit
\(CuO + {H_2}\xrightarrow{{{t^o}}}Cu + {H_2}O\)
\( \to {n_{Cu}} = {n_{{H_2}}} = 0,25{\text{ mol}} \to {{\text{m}}_{Cu}} = 0,25.64 = 16{\text{ gam}}\)
$n_{Fe}=22,4/56=0,4mol$
$n_{H_2SO_4}=24,5/98=0,25mol$
a/ $Fe + H_2SO_4→FeSO_4+H_2↑$
$\text{Theo pt : 1 mol 1 mol}$
$\text{Theo đbài : 0,4mol 0,25mol}$
$\text{⇒Sau pư Fe dư 0,15mol}$
$⇒m_{Fe dư }=0,15.56=8,4g$
$\text{b/Theo pt :}$
$n_{H_2}=n_{Fe}=0,25mol$
$⇒V_{H_2}=0,25.22,4=5,6l$
$c/H_2+CuO\overset{t^o}\to Cu+H_2O$
$\text{Theo pt :}$
$n_{Cu}=n_{H_2}=0,25mol$
$⇒m_{Cu}=0,25.64=16g$